คู่มือการออกแบบถังผสม: การกำหนดขนาด เครื่องกวน แจ็คเก็ต รายละเอียดด้านสุขอนามัย

ผู้แปรรูปผลิตภัณฑ์นมเคยสั่งถังผสมขนาด 3,000 ลิตร เติมเป็น 2,600 ลิตร และยังคงรอ 25 นาทีเพื่อให้นมผงละลาย รถถังก็ไม่เล็กเกินไป คนกวนก็คือ ใบพัดเดี่ยวอยู่ห่างจากด้านล่าง 900 มม. บนตัวขับเคลื่อนความเร็วคงที่ โดยไม่มีแผ่นกั้น ดังนั้นผงจึงเคลื่อนตัวไปตามกระแสน้ำวนที่ช้าๆ แทนที่จะถูกดึงลงมาและทำให้เปียก

กรณีนั้นสรุปวินัย: การออกแบบถังผสมเป็นปัญหาของไหลเป็นอันดับแรกและปัญหาในการผลิตเป็นอันดับสอง ภาชนะสองใบที่มีเปลือกหอยเหมือนกันสามารถทำงานแตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงเมื่อประเภทใบพัด ชุดแผ่นกั้น ระดับการเติม และพื้นผิวของแจ็คเก็ตเปลี่ยน ดำเนินการตัดสินใจตามลำดับด้านล่างนี้ แล้วความประหลาดใจส่วนใหญ่จะหายไปก่อนที่ภาพวาดจะออก

แก้ไขหน้าที่ก่อนที่ใครก็ตามจะดึงรถถัง

เขียนข้อมูลกระบวนการก่อนเรขาคณิต ห้ารายการด้านล่างเป็นรายการที่ถูกข้ามบ่อยที่สุด และจะตัดสินทุกสิ่งที่ตามมา

ตัวเลขที่ควรค่าแก่การล็อคไว้ก่อน

• ความหนืดที่อุณหภูมิกระบวนการ ไม่ใช่ที่อุณหภูมิโดยรอบ เนื่องจากผลิตภัณฑ์ที่อ่านค่าความเย็นได้ 200 cP อาจลดลงเหลือ 20 cP ที่ 60 °C
• ปริมาณของแข็ง ขนาดอนุภาค และช่องว่างความหนาแน่นระหว่างผงและของเหลว ซึ่งตัดสินใจว่าคุณต้องการการไหลแบบเฉือนหรือแบบธรรมดา
• ปริมาณการผลิตขั้นต่ำและสูงสุด เนื่องจากถังขนาด 5,000 ลิตรมักผสมได้ไม่ดีที่ 1,000 ลิตร
• เวลาเบลนด์และเป้าหมายความเป็นเนื้อเดียวกัน เช่น ความสม่ำเสมอ 95% ภายใน 10 นาที
• อัตราการเพิ่มความร้อนหรือความเย็นลง รวมถึงวิธีการทำความสะอาด เนื่องจากทั้งสองอย่างเปลี่ยนระบบภายใน

อีกทั้งยังช่วยให้มีความแม่นยำเกี่ยวกับ ถังผสมทำหน้าที่อะไรจริงๆ : เปลือกเก็บผลิตภัณฑ์ ในขณะที่ใบพัด แผ่นกั้น และรูปทรงด้านล่างสร้างรูปแบบการไหลที่ทำงาน ถังที่ระบุตามปริมาตรเท่านั้นคือภาชนะ ไม่ใช่เครื่องผสม

การกำหนดขนาด: ปริมาตร ระดับการเติม และเฮดสเปซ

ปริมาตรรวมและปริมาตรการทำงานเป็นตัวเลขที่แตกต่างกัน และทำให้สับสนคือข้อผิดพลาดในการกำหนดขนาดที่พบบ่อยที่สุด เรือที่ปั่นป่วนมักจะวิ่งไปที่ 70–80% ของปริมาณทั้งหมด โดยมีพื้นที่เหลือไว้สำหรับโฟม สเปรย์ และลูกบอลสเปรย์

กฎการปฏิบัติสองข้อตามมาจากตาราง ภาชนะที่มีความสูงของของเหลวมากกว่าประมาณ 1.5 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางมักจะต้องใช้ใบพัดสองตัวบนเพลาเดียว และถังที่ทำงานอย่างสม่ำเสมอที่ต่ำกว่า 40% ของปริมาตรการทำงานก็เป็นตัวเลือกสำหรับภาชนะขนาดเล็กหรือเครื่องกวนแบบเข้าด้านข้าง

เรขาคณิตภายในและด้านล่าง

การเติมภายในมีราคาไม่แพงในขั้นตอนการวาดภาพ และมีราคาแพงในการติดตั้งเพิ่มเติมเมื่อเดินท่อถังแล้ว

• แผ่นกั้นสี่แผ่นที่มุม 90 องศา ชดเชยจากทางออก ยังคงเป็นค่าเริ่มต้นสำหรับหน้าที่ที่มีความหนืดต่ำ พวกเขาเปลี่ยนการหมุนวนเป็นการหมุนเวียนจากบนลงล่าง
• ก้นจานที่มีกรวยสั้นจะระบายได้ดีกว่าก้นแบน และทำให้ส้นเท้าระหว่างชุดน้อยลง
• ใช้ช่องทางระบายน้ำแบบฝังเรียบที่จุดต่ำสุด แทนที่จะใช้ท่อจุ่มแบบยกสูงเพื่อดักจับผลิตภัณฑ์
• การติดตั้งแบบทางเข้าด้านบนเหมาะกับภาชนะขนาดประมาณ 1 ถึง 30 ลบ.ม. ในขณะที่เครื่องกวนแบบทางเข้าด้านข้างจะเข้ามาแทนที่ในถังทรงสูงซึ่งความยาวของเพลาใช้งานไม่ได้

ควรดึงช่องเซ็นเซอร์ วาล์วตัวอย่าง และหัวฉีดสำรองทันที การเพิ่มแต่ละครั้งหมายถึงการเชื่อมอีกครั้ง การขัดอีกครั้ง และการตรวจสอบการทำความสะอาดอีกครั้ง

การจับคู่ใบพัดกับของไหล

คำถามหลักก็คือว่ากระบวนการจำเป็นต้องมีการไหลหรือแรงเฉือน ของเหลวที่มีความหนืดต่ำจำเป็นต้องหมุนเวียนจำนวนมาก ผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดสูงจำเป็นต้องสัมผัสกับผนัง และของเหลวที่ผสมไม่ได้หรือผงที่เปียกยากจำเป็นต้องมีแรงเฉือนที่ปลายใบมีด

• ต่ำกว่าประมาณ 100 cP: ใบพัดไฮโดรฟอยล์หรือใบพัดแหลม ขนาดสำหรับอัตราการสูบมากกว่าแรงม้า
• 100–5,000 cP: กังหันแบบใบพัดแหลมที่มีอัตราส่วนเส้นผ่านศูนย์กลางต่อถังที่ใหญ่กว่า มักจะแบ่งเป็นสองขั้นตอน
• สูงกว่า 5,000 cP: พุก เกท หรือริบบอนขดลวดที่วิ่งใกล้กับผนัง ซึ่งยังปรับปรุงการถ่ายเทความร้อนของแจ็คเก็ตอีกด้วย
• หน้าที่อิมัลชันและการกระจายตัว: หัวโรเตอร์-สเตเตอร์ บางครั้งทำงานภายใต้สุญญากาศ

สำหรับการผสมที่มีความหนืดต่ำแบบธรรมดา ถังปั่นแบบผนังเดียวมักเป็นคำตอบที่ประหยัดที่สุด โดยงบประมาณที่บันทึกไว้จะถูกส่งไปยังแผ่นกั้นและกระปุกเกียร์ที่มีขนาดถูกต้อง ถังผสม SS304 ขนาด 500 ลิตรถึง 5,000 ลิตร ครอบคลุมเครื่องดื่ม ซอส และชุดเคมีเบาหลายประเภท เมื่อเครื่องกวนถูกจับคู่กับของเหลว

ถังผสมชั้นเดียว 500L–5000L SS304 สำหรับผงซักฟอก ถังผสมสเตนเลสสตีลสำหรับผงซักฟอกความหนืดต่ำ เครื่องดื่ม และชุดเคมีภัณฑ์เบา พร้อมการกวนแบบใบพัดหรือสมอที่ปรับแต่งได้ และความจุ 500–5,000 ลิตร ดูผลิตภัณฑ์ →

เมื่อกระบวนการต้องการแรงเฉือนสูงอย่างแท้จริง

หัวโรเตอร์-สเตเตอร์หมุนด้วยความเร็วปลายประมาณ 15–25 ม./วินาที และลดหยดหรือการจับตัวเป็นก้อนให้อยู่ในช่วง 2–50 µm ซึ่งเป็นสาเหตุว่าทำไมหัวเหล่านี้จึงถูกกำหนดไว้สำหรับการกระจายตัวของอิมัลชัน กัม และเม็ดสี แทนที่จะใช้การผสมเป็นกลุ่ม สิ่งเหล่านี้ไม่ใช่วิธีแก้ปัญหาการไหลที่ไม่ดี: หัวที่มีแรงเฉือนสูงภายในถังที่ไม่ทำให้สับสนยังคงทิ้งโซนตายไว้ที่มุม

ถังอิมัลชันแรงเฉือนสูง 3000 RPM พร้อมระบบโรเตอร์-สเตเตอร์ โฮโมจีไนเซอร์โรเตอร์-สเตเตอร์แรงเฉือนสูงสำหรับอิมัลชัน ครีม และการลดอนุภาคที่เสถียร พร้อมชิ้นส่วนสัมผัส SS316L และความเร็วสูงถึง 3,000 RPM ดูผลิตภัณฑ์ →

การถ่ายเทความร้อน: แจ็คเก็ต คอยล์ และอุณหภูมิ

หากผลิตภัณฑ์ต้องได้รับความร้อนหรือความเย็น พื้นที่แจ็คเก็ตมักเป็นปัจจัยจำกัด เนื่องจากลูปควบคุมสามารถทำงานได้เฉพาะกับพื้นที่ผิวที่คุณสร้างเท่านั้น แจ็คเก็ตลักยิ้มเป็นตัวเลือกปกติสำหรับภาชนะที่มีขนาดไม่เกิน 20 ตร.ม. คอยล์แบบครึ่งท่อรองรับแรงกดดันที่สูงกว่า และคอยล์ภายในจะเพิ่มพื้นที่โดยมีค่าใช้จ่ายในการทำความสะอาด

• จับคู่กับสื่อ: ไอน้ำเพื่อให้ร้อนเร็ว, น้ำร้อนสำหรับงานที่อ่อนโยน, ไกลคอลสำหรับทำความเย็นใต้บรรยากาศ
• ตรวจสอบแนวทางอุณหภูมิ เนื่องจากแนวทาง 10 °C ต้องการพื้นที่มากกว่า 40 °C มาก
• หุ้มฉนวนเปลือกและแจ็คเก็ตเพื่อลดการควบแน่นและรักษาอุณหภูมิของแบทช์ให้คงที่

ถังแบบมีแจ็คเก็ตที่มีแจ็คเก็ตแบบลักยิ้มและเครื่องกวนแบบปรับความเร็วได้จะจัดการทั้งส่วนผสมและระดับอุณหภูมิในเครื่องเดียว ซึ่งจะขจัดขั้นตอนการถ่ายโอนระหว่างภาชนะและการทำความสะอาดที่มาพร้อมกับมัน

ถังผสมความร้อนแบบมีลักยิ้มขนาด 1,000 ลิตรเพื่อให้ความร้อนสม่ำเสมอ ถังบุบุ๋มสำหรับน้ำเชื่อมและเรซินเคมี ใช้การควบคุมอุณหภูมิ PLC เซ็นเซอร์ PT100 และฉนวนใยหินเพื่อลดจุดร้อนระหว่างการให้ความร้อน ดูผลิตภัณฑ์ →

วัสดุ พื้นผิว และความสะอาด

การเลือกเกรดเป็นไปตามผลิตภัณฑ์และสารเคมีในการทำความสะอาด ไม่ใช่นิสัย SS304 ครอบคลุมหน้าที่ด้านนม เครื่องดื่ม และเคมีเบาส่วนใหญ่ ในขณะที่ SS316L เป็นตัวเลือกที่ปลอดภัยกว่าสำหรับการสัมผัสคลอไรด์ ผลิตภัณฑ์ที่เป็นกรด งานที่มีความบริสุทธิ์สูง และอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้น

• พื้นผิวภายในประมาณ Ra 0.4–0.8 µm เหมาะกับงานด้านสุขอนามัยส่วนใหญ่ งานเภสัชกรรมมักเรียกร้องให้มีการขัดกระจก
• ลาดด้านล่างไปทางทางออกและรัศมีมุมภายในเพื่อไม่ให้ผลิตภัณฑ์รวมตัว
• ตรวจสอบการครอบคลุมของสเปรย์บอลทั่วทั้งปริมาตรการทำงานทั้งหมด รวมถึงเปลือกด้านบนและด้านล่างของส่วนหัวด้านบน
• กำจัดขาที่ตายแล้วบนหัวฉีดของอุปกรณ์ เนื่องจากเป็นสาเหตุที่พบการปนเปื้อนซ้ำๆ

ขับเคลื่อน ซีล และควบคุม

ระบุแรงบิดและการไหล ไม่ใช่ RPM กระปุกเกียร์ควรมีปัจจัยการบริการอย่างน้อย 1.5 เทียบกับแรงบิดในการผสมที่คำนวณได้ เนื่องจากแรงบิดสตาร์ทในชุดที่มีความหนืดที่ตัดสินแล้วอาจมีมากกว่าตัวเลขการทำงานหลายเท่า สำหรับการปิดผนึก ซีลเชิงกลเพื่อสุขอนามัยหรือซีลปากแบบล้างได้จะช่วยป้องกันสารหล่อลื่นให้ห่างจากผลิตภัณฑ์

• ตัวขับเคลื่อนความถี่แปรผันทำให้หนึ่งถังสามารถเสิร์ฟได้หลายสูตร และหลีกเลี่ยงผลิตภัณฑ์ที่ไวต่อแรงเฉือนเกิน
• โหลดเซลล์ หัววัด PT100 และเซ็นเซอร์วัดค่าการนำไฟฟ้าหรือ pH จะเปลี่ยนภาชนะให้เป็นขั้นตอนกระบวนการที่ได้รับการตรวจสอบ
• การควบคุมสูตรบน PLC พร้อมการบันทึกข้อมูลช่วยลดความยุ่งยากในการบันทึกแบทช์และการตรวจสอบการทำความสะอาด

ข้อผิดพลาดหกประการที่แสดงขึ้นหลังจากการเริ่มต้นระบบ

1. ปรับขนาดตามปริมาตรรวม แล้วสงสัยว่าเหตุใดครึ่งชุดจึงไม่ผสมกัน
2. การละเว้นแผ่นกั้นบนผลิตภัณฑ์ที่มีความหนืดต่ำ ดังนั้นกระแสน้ำวนบนพื้นผิวจึงก่อตัวและผงลอยได้
3. การติดตั้งใบพัดสูงเกินไปจากด้านล่าง ทำให้เกิดชั้นตะกอนที่ไม่เคยยกขึ้น
4. ปรับขนาดพื้นที่แจ็คเก็ตให้เล็กลงแล้วลองแก้ไขด้วยวาล์วควบคุมที่ใหญ่ขึ้น
5. ไม่สนใจความครอบคลุมของ CIP สำหรับหัวด้านบนและหัวฉีด
6. ซื้อที่ RPM แทนแรงบิดและการไหล ซึ่งจะปรากฏในภายหลังเมื่อมีการโอเวอร์โหลดของมอเตอร์ในชุดที่เย็นและมีความหนืด

รายการตรวจสอบที่ต้องอนุมัติก่อนการแปรรูป

• ข้อมูลหน้าที่: เส้นกราฟความหนืด ของแข็ง ช่วงแบทช์ เวลาเป้าหมายในการผสม
• รูปทรง: ปริมาตรการทำงาน อัตราส่วนความสูงของของเหลว ขนาดและจำนวนแผ่นกั้น ประเภทของใบพัด เส้นผ่านศูนย์กลาง และระยะห่างจากด้านล่าง
• การถ่ายเทความร้อน: ประเภทของแจ็คเก็ต พื้นที่ผิว ตัวกลาง วิธีการอุณหภูมิ ฉนวน
• วัสดุและการตกแต่ง: เกรด ความหยาบของพื้นผิว การเชื่อม ความชันในการระบายน้ำ
• ไดรฟ์และซีล: แรงบิด, ปัจจัยการบริการ, ประเภทซีล, ช่วง VFD
• เครื่องมือวัดและการทำความสะอาด: หัวฉีดเซ็นเซอร์ อุปกรณ์สเปรย์ ปรัชญาการควบคุม

การออกแบบถังผสมที่ดีนั้นส่วนใหญ่ต้องอาศัยการสั่งการ: แก้ไขหน้าที่ ปรับขนาดรูปทรง เลือกใบพัดสำหรับของเหลว จากนั้นยืนยันการเคลือบ การขัดผิวและการขับเคลื่อนสามารถส่งมอบสิ่งที่กระบวนการต้องการได้ ทำสี่ขั้นตอนนี้ให้ถูกต้อง แล้วถังขนาด 1,000 ลิตรจะทำงานตรงตามที่คาดการณ์ไว้ที่อุณหภูมิ 600 ลิตร ที่ 60 °C และในรอบการทำความสะอาดครั้งที่สิบ

YME Equipment Co., Ltd สร้างภาชนะผสมสุขาภิบาลผนังเดียว มีแจ็คเก็ต แรงเฉือนสูงและสุญญากาศสำหรับผลิตภัณฑ์นม เครื่องดื่ม การผลิตเบียร์ เทคโนโลยีชีวภาพ และเคมี หากคุณมีข้อมูลหน้าที่และช่วงแบทช์ ส่งไปให้ทีมวิศวกร และให้เครื่องกวนและแจ็คเก็ตตรวจสอบกับตัวเลขก่อนที่แบบร่างจะถูกแช่แข็ง